(57)【要約】【課題】簡単な構造のモニタ素子を用いる偏波依存性および電気的なクロストークを受けない光モジュールおよび光受信器を提供することにある。【解決手段】  光モジュール１は、光伝導体モニタ素子３とアバランシェフォトダイオード５とを備える。光伝導体モニタ素子３は、光伝送媒体７からの信号光Ｌ１を受ける。アバランシェフォトダイオード５は、光伝導体モニタ素子３を透過した光Ｌ２を受ける。この光モジュール１によれば、光伝導体モニタ素子３を用いて、アバランシェフォトダイオード５の動作を制御するための信号Ｓ１を得ることができる。【選択図】  図１
2005129664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光伝送媒体からの信号光を受ける光伝導体モニタ素子と、
前記光伝導体モニタ素子を透過した光を受けるアバランシェフォトダイオードと
を備える光モジュール。
【請求項２】
前記光伝導体モニタ素子は、光伝導体と支持基体とを備えており、
前記支持基体は、光伝導体を支持しており、前記信号光が透過可能な材料から成る、請求項１に記載された光モジュール。
【請求項３】
ステムおよびカバーを含むハウジングを更に備え、
前記ステムは、前記アバランシェフォトダイオードを搭載しており、
前記カバーは、光学窓を有しており、
前記光伝導体モニタ素子は、前記アバランシェフォトダイオードと前記光学窓との間に設けられている、請求項１に記載された光モジュール。
【請求項４】
ステムおよびカバーを含むハウジングを更に備えており、
前記ステムは、前記アバランシェフォトダイオードを搭載しており、
前記カバーは、光学窓を支持しており、
前記光伝導体モニタ素子は、前記光学窓上に設けられた光伝導体と、前記光学窓上に設けられており前記光伝導体に接続された電極とを有している、請求項１に記載された光モジュール。
【請求項５】
ステムおよびカバーを含むハウジングを更に備え、
前記ステムは、前記アバランシェフォトダイオードを搭載しており、
前記カバーは、レンズを支持しており、
前記レンズは、前記光伝導体モニタ素子と前記光伝送媒体との間に設けられている、請求項１に記載された光モジュール。
【請求項６】
ステムおよびカバーを含むハウジングを更に備え、
前記ステムは、前記アバランシェフォトダイオードを搭載しており、
前記光伝導体モニタ素子は、
支持基体と、
前記支持基体上に設けられた電極と、
前記電極に接続された光伝導体と、
前記支持基体上に設けられておりレンズ形状を有する樹脂体と
を更に備え、
前記支持基体は前記カバーに支持されている、請求項１に記載された光モジュール。
【請求項７】
前記光伝導体モニタ素子は、レンズを有する支持基体と、前記レンズ上に設けられた光伝導体と、前記光伝導体に接続された電極とを有している、請求項１に記載された光モジュール。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載された光モジュールと、
前記アバランシェフォトダイオードおよび前記光伝導体モニタ素子に接続されており、前記アバランシェフォトダイオードに印加される電力を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記アバランシェフォトダイオードに流れる電流Ｉａ１
を
ｍ・Ｉｐ１・（Ｉａ２／Ｉｐ２）
に近づけるように調整するための手段を有しており、
ここで
Ｉｐ１：前記光伝導体モニタ素子に流れる電流、
Ｉａ２：前記光モジュールに所定パワーの光が入射する際に前記アバランシェフォトダイオードに流れるＰＩＮモード電流値、
Ｉｐ２：前記光モジュールに前記所定パワーの光が入射する際に前記光伝導体モニタ素子に流れる電流値、
ｍ：前記アバランシェフォトダイオードの増倍率
である、光受信器。
【請求項９】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載された光モジュールと、
前記アバランシェフォトダイオードおよび前記光伝導体モニタ素子に接続されており、前記アバランシェフォトダイオードに印加される電力を制御するための制御部と
を更に備え、
前記制御部は、
前記光伝導体モニタ素子からの信号に応答して光入力レベルを示す第１の信号を生成する第１の回路と、
前記アバランシェフォトダイオードに流れる第１の電流が流れる第１の端子および該第１の電流に応答して第２の電流が流れる第２の端子を有する電流ミラー回路と、
前記第２の電流の大きさを示す第２の信号を生成する第２の回路と、
前記第１および第２の信号に応答して第３の信号を生成するための差動回路と、
前記電流ミラーに接続されており、前記アバランシェフォトダイオードのための電力を前記第３の信号に応答して調整する電源回路と
を含む、光受信器。
【請求項１０】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載された光モジュールと、
前記アバランシェフォトダイオードおよび前記光伝導体モニタ素子に接続されており、前記アバランシェフォトダイオードに印加される電力を制御するための制御部と
を更に備え、
前記制御部は、
前記光伝導体モニタ素子からの信号に応答して光入力レベルを示す第１の信号を生成する第１の回路と、
前記アバランシェフォトダイオードに流れる第１の電流が流れる第１の端子および第２の端子を有する電流ミラー回路と、
前記電流ミラー回路の前記第２の端子に流れる第２の電流の量を示す第２の信号を生成する第２の回路と、
前記第２の電流を前記第１および第２の信号に応答して制御する電流制御回路と、
前記電流ミラー回路に接続された電源回路と
を含み、
前記電流ミラー回路は、前記第２の電流に応答して前記第１の電流を流す、光受信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュールおよび光受信器に関する。
【背景技術】
【０００２】
文献１(特開昭６３−１０５５４１号公報)には、光受信器が記載されている。光受信器は、信号光が照射されるアバランシェフォトダイオードと、このアバランシェフォトダイオードによって反射された光を受けるモニタフォトダイオードとを有している。この光受信器は、モニタフォトダイオードが受けた光電力に応答して、アバランシェフォトダイオードに加えられる電源電圧を制御している。
【０００３】
文献２(特開昭６３−７７１７１号公報)には、光受信器が記載されている。この光受信器は、受光素子を有している。この受光素子は、光信号を受けるための第１の領域と受光電力をモニタするための第２の領域とを単一の基板を有している。第１の領域には、モニタフォトダイオードが設けられている。第２の領域には、アバランシェフォトダイオードが設けられている。この光受信器は、アバランシェフォトダイオードに加えられる電源電圧をモニタフォトダイオードからの出力電流値に応じて制御している。
【特許文献１】特開昭６３−１０５５４１号公報
【特許文献２】特開昭６３−７７１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
文献１に記載された光受信器では、アバランシェフォトダイオードへの電源電圧は、該反射光を受けるフォトダイオードからの信号に応答して制御される。アバランシェフォトダイオードからの反射光をモニタフォトダイオードに向けるために、信号光は、アバランシェフォトダイオードの受光面に傾斜する方向から該受光面に入射する。これ故に、アバランシェフォトダイオードからの反射光の量は、信号光の偏波方向に依存して変動する。結果的に、モニタフォトダイオードからの出力電流は、信号光のパワーおよび偏波方向に依存して変化する。
【０００５】
文献２に記載された光受信器では、アバランシェフォトダイオードへの電源電圧は、第１の領域のモニタフォトダイオードからの信号に応答して制御される。モニタフォトダイオードはアバランシェフォトダイオードと同一の基板上に設けられているので、モニタフォトダイオードからの出力電流はアバランシェフォトダイオードからの電気的なクロストークを受ける。
【０００６】
これらの光受信器では、アバランシェフォトダイオードのためのモニタ素子としてフォトダイオードを用いる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記の事項を鑑みて為されたものであり、簡単な構造のモニタ素子を用いる偏波依存性および電気的なクロストークを受けない光モジュールおよび光受信器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面によれば、光モジュールは、（ａ）光伝送媒体からの信号光を受ける光伝導体モニタ素子と、（ｂ）前記光伝導体モニタ素子を透過した光を受けるアバランシェフォトダイオードとを備える。
【０００９】
この光モジュールによれば、光伝導体モニタ素子を用いて、アバランシェフォトダイオードの動作を制御するための信号を得ることができる。
【００１０】
本発明の光モジュールでは、前記光伝導体モニタ素子は、光伝導体と支持基体とを備えており、前記支持基体は、光伝導体を支持しており、前記信号光が透過可能な材料から成るようにしてもよい。
【００１１】
この光モジュールによれば、光伝導体モニタ素子として、支持基体上に設けられた光伝導体膜を用いることができる。
【００１２】
本発明の光モジュールは、（ｃ）ステムとカバーとを含むハウジングを更に備え、前記ステムは前記アバランシェフォトダイオードを搭載しており、前記支持基体は前記カバーに支持されたレンズであるようにしてもよい。
【００１３】
この光モジュールによれば、モニタ素子として、レンズ上に設けられた光伝導体膜を用いることができる。
【００１４】
本発明の光モジュールでは、（ｃ）ステムとカバーとを含むハウジングを更に備え、前記ステムは前記アバランシェフォトダイオードを搭載しており、前記カバーは光学窓を支持しており、前記光伝導体モニタ素子は、前記アバランシェフォトダイオードと前記光学窓との間に設けられているようにしてもよい。
【００１５】
この光モジュールによれば、光学窓からの光の一部は光伝導体モニタ素子を通過してアバランシェフォトダイオードに到達する。
【００１６】
本発明の光モジュールは、（ｃ）ステムおよびカバーを含むハウジングを更に備え、前記ステムは、前記アバランシェフォトダイオードを搭載しており、前記カバーは、レンズを支持しており、前記レンズは、前記光伝導体モニタ素子と前記光伝送媒体との間に設けられているようにしてもよい。
【００１７】
この光モジュールによれば、光伝導体モニタ素子および電極の支持基体として光学窓を用いることができる。
【００１８】
本発明の光モジュールは、（ｃ）ステムおよびカバーを含むハウジングを更に備えており、前記ステムは前記アバランシェフォトダイオードを搭載しており、前記光伝導体モニタ素子は、前記カバーに保持されたレンズと、前記レンズ上に設けられた光伝導体と、前記レンズ上に設けられており前記光伝導体に接続された電極とを有しているようにしてもよい。
【００１９】
この光モジュールによれば、モニタ素子として、レンズ上に設けられた光伝導体を用いることができる。光伝導体からの電気信号は、レンズ上に設けられた電極を介して提供される。
【００２０】
本発明の光モジュールは、（ｃ）ステムおよびカバーを含むハウジングと、（ｅ）前記光伝導体モニタ素子を搭載する支持基体と、（ｄ）前記光伝導体に接続されており前記支持基体上に設けられた電極と、（ｆ）前記支持基体上に設けられておりレンズ形状を有する樹脂体を更に備えており、前記支持基体は前記カバーに支持されているようにしてもよい。
【００２１】
この光モジュールによれば、入射光は、樹脂体、光伝導体モニタ素子および支持基体を透過した後に、アバランシェフォトダイオードに到達する。
【００２２】
本発明の別の側面によれば、光受信器は、（ａ）上記いずれかの光モジュールと、（ｂ）前記アバランシェフォトダイオードおよび前記光伝導体モニタ素子に接続されており、前記アバランシェフォトダイオードおよび前記光伝導体モニタ素子に流れる電流に応答して、前記アバランシェフォトダイオードに印加される電力を制御する制御部とを更に備える。
【００２３】
この光受信器によれば、光伝導体モニタ素子からの信号を用いて、アバランシェフォトダイオードのための電力を制御することができる。
【００２４】
本発明の光受信器では、前記制御部は、前記アバランシェフォトダイオードに流れる電流Ｉａ１をｍ・Ｉｐ１・（Ｉａ２／Ｉｐ２）に近づけるように調整するための手段を有しており、ここで、Ｉｐ１：前記光伝導体モニタ素子に流れる電流、Ｉａ２：前記光モジュールに所定パワーの光が入射する際に前記アバランシェフォトダイオードに流れるＰＩＮモード電流値、Ｉｐ２：前記光モジュールに前記所定パワーの光が入射する際に前記光伝導体モニタ素子に流れる電流値、ｍ：前記アバランシェフォトダイオードの増倍率、
である。
【００２５】
この光受信器によれば、光伝導体モニタ素子が受けた光の強度に応答してアバランシェフォトダイオードのための電力を制御することによって、アバランシェフォトダイオードにおける電流増倍を制御することができる。
【００２６】
本発明の光受信器では、前記制御部は、（ｂ１）前記光伝導体モニタ素子からの信号に応答して光入力レベルを示す第１の信号を生成する第１の回路と、（ｂ２）前記アバランシェフォトダイオードに流れる第１の電流が流れる第１の端子および該第１の電流に応答して第２の電流が流れる第２の端子を有する電流ミラー回路と、（ｂ３）前記第２の電流の量を示す第２の信号を生成する第２の回路と、（ｂ４）前記第１および第２の信号に応答して第３の信号を生成するための差動回路と、（ｂ５）前記電流ミラーに接続されており、前記アバランシェフォトダイオードのための電力を前記第３の信号に応答して調整する電源回路とを含むことができる。
【００２７】
この光受信器によれば、光伝導体モニタ素子からの信号を用いて、アバランシェフォトダイオードに印加される電圧を制御することができる。
【００２８】
本発明の光受信器では、前記制御部は、（ｂ１）前記光伝導体モニタ素子からの信号に応答して光入力レベルを示す第１の信号を生成する第１の回路と、（ｂ２）前記アバランシェフォトダイオードに流れる第１の電流が流れる第１の端子および第２の端子を有する電流ミラー回路と、（ｂ３）前記電流ミラー回路の前記第２の端子に流れる第２の電流の強度を示す第２の信号を生成する第２の回路と、（ｂ４）前記第２の電流を前記第１および第２の信号に応答して制御する電流制御回路と、（ｂ５）前記電流ミラー回路に接続された電源回路とを含むことができ、前記電流ミラー回路は、前記第２の電流に応答して前記第１の電流を流す。
【００２９】
この光受信器によれば、光伝導体モニタ素子からの信号を用いて、アバランシェフォトダイオードに流れる電流を制御することができる。
【００３０】
本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明したように、本発明によれば、簡単な構造のモニタ素子を用いる光モジュールおよび光受信器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。引き続いて、添付図面を参照しながら、本発明の光モジュールおよび光受信器に係わる実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る光モジュールを示す図面である。図２は、この光モジュールの構成部品を示す図面である。
【００３３】
光モジュール１は、光伝導体モニタ素子３とアバランシェフォトダイオード５とを備える。光伝導体モニタ素子３は、光伝送媒体７からの信号光Ｌ１を受ける。アバランシェフォトダイオード５は、光伝導体モニタ素子３を透過した光Ｌ２を受ける。この光モジュール１によれば、光伝導体モニタ素子３を用いて、アバランシェフォトダイオード５の動作を制御するための信号Ｓ１を得ることができる。
【００３４】
光モジュール１は、ステム９とカバー１１とを含むハウジング１３を更に備えることができる。ステム９は、アバランシェフォトダイオード５を搭載しており、また、カバー１１は光学窓１５を有している。カバー１１は、ステム９上に設けられており、ステム９およびカバー１１は、光伝導体モニタ素子３およびアバランシェフォトダイオード５を収容するためのキャビティ１７を形成している。光伝導体モニタ素子３は、アバランシェフォトダイオード５と光学窓１５との間に設けられている。
【００３５】
光伝送媒体７は、光学窓１５に光学的に結合されており、また、光学窓１５は、光伝導体モニタ素子３に光学的に結合されている。この光モジュール１によれば、光学窓１５からの光の一部が光伝導体モニタ素子３を通過して光Ｌ２となりアバランシェフォトダイオード５に到達する。本実施の形態では、光伝送媒体７は、光ファイバ２１ａと、該光ファイバ２１ａを保持するフェルール２１ｂとを有している。また、光学窓１５として、ガラス板またはレンズを用いることができる。
【００３６】
図２に示されるように、ステム９は、ベース９ａと、複数のリード端子９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅとを有している。ベース９ａは複数の貫通孔９ｇを有しており、リード端子９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅの各々は貫通孔９ｇを通過している。これらのリード端子９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅとの各々と貫通孔９ｇとの間には、封止ガラスといった絶縁材２３が設けられており、キャビティ１７を気密に封止している。
【００３７】
ベース９ａの主面９ｆ上には、光伝導体モニタ素子３を支持するための支持体１９が設けられている。支持体１９は、ステム９の主面９ｆに交差する方向に伸びる第１の部分１９ａと、該第１の部分１９ａに交差する方向に伸びる第２の部分１９ｂとを有している。第２の部分１９ｂ上には、光伝導体モニタ素子３が搭載されている。第２の部分１９ｂは、光伝導体モニタ素子３を透過した光が通過する開口１９ｃを有している。開口１９ｃ上には、支持基体３ａ上に設けられた光伝導体モニタ素子３が配置されている。
【００３８】
一実施例では、光伝導体モニタ素子３は、光伝導体３ｂと支持基体３ａとを備えることができる。この光モジュール１によれば、光伝導体モニタ素子３として、支持基体３ａ上に設けられた光伝導体３ｂを用いることができる。支持基体３ａは、光伝導体３ｂを支持しており、また信号光Ｌ１が透過可能な材料から成るようにしてもよい。光伝導体３ｂとしては、例えば、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＣｄＳｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＩｎＳｂ、Ｓｉ、Ｇｅの膜を用いることができる。支持基体３ａとしては、例えば、ガラス体、透明のフィルム等を用いることができる。
【００３９】
また、光伝導体モニタ素子３は、光伝導体３ｂに接続された第１の電極３ｃおよび第２の電極３ｄを有している。図１に示されるように、第１の電極３ｃはリード端子９ｂの端面に電気的に接続されており、第２の電極３ｄはリード端子９ｃの端面に電気的に接続されている。
【００４０】
好適な実施例では、アバランシェフォトダイオード５は、例えば、１．０〜１．６マイクロメートルの波長の光に感度を有する。このアバランシェフォトダイオードは、ｎ＋−ＩｎＰ基板と、この上に順に設けられたｎ−ＩｎＰバッファ層、ｎ−ＩｎＧａＡｓ受光層およびｎ−ＩｎＰ増倍層とを備える。ＩｎＰ増倍層内には、ｐ＋領域が設けられている。
【００４１】
図３（Ａ）は、光伝導体モニタ素子を示す平面図である。光伝導体モニタ素子３の光伝導体３ｂは、支持基体３ａの主面の中心部分上に設けられている。アバランシェフォトダイオードには、光伝導体３ｂおよび支持基体３ａを通過した光が到達する。図３（Ｂ）および図３（Ｃ）は、光伝導体モニタ素子の変形例を示す平面図である。図３（Ｂ）を参照すると、光伝導体モニタ素子４ａでは、光伝導体３ｅは、支持基体３ａ上に閉じた帯形状を有している。図３（Ｃ）を参照すると、光伝導体モニタ素子４ｂでは、光伝導体３ｆの一端は電極３ｃに接続されており、光伝導体３ｆの他端は電極３ｄに接続されている。光伝導体モニタ素子４ａ、４ｂでは、アバランシェフォトダイオードに入射する光の大部分は、光伝導体３ｅ、３ｆが設けられていない支持基体３ａの部分を通過している。
【００４２】
図２に示されるように、アバランシェフォトダイオード５は、基板５ａに設けられた第１の電極５ｂおよび第２の電極５ｃを有している。アバランシェフォトダイオード５は、サブマウント２５上に搭載されている。サブマウント２５は、搭載面２５ａに導電パターン２５ｂを有している。図１に示されるように、第１の電極５ｂはリード端子９ｄの端面に電気的に接続されており、第２の電極５ｃは、導体パターン２５ｂを介してリード端子９ｅの端面に電気的に接続されている。
【００４３】
本実施の形態では、光伝導体モニタ素子３およびアバランシェフォトダイオード５は、ボンディングワイヤを介してリード端子に接続されている。
【００４４】
図１に示されるように、光モジュール１では、ステム９の主面９ｆは、第１の領域９ｊと該第１の領域９ｊを囲む第２の領域９ｋとを有している。カバー１１は、第１の領域９ｊと第２の領域９ｋとの境界上に位置している。リード端子９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅは、第１の領域９ｊに位置する。リード端子９ｂは、光伝導体モニタ素子３からの信号Ｓ１を出力するために用いられる。リード端子９ｄは、アバランシェフォトダイオード５からの信号Ｓ２を出力するために用いられており、リード端子９ｅは、アバランシェフォトダイオードへのパワーＰ１を提供するために用いられている。本実施例では、アバランシェフォトダイオード５は、リード端子９ｂおよび９ｃより短いリード端子９ｄおよび９ｅに接続されている。
【００４５】
ステム９上には、パッケージスリーブといった第１のスリーブ２７が搭載されている。第１のスリーブ２７上には、第２のスリーブ２９が搭載されている。第２のスリーブ２０は、光伝送媒体７を保持している。
【００４６】
図４は、図１のＩ−Ｉ線に沿ってとられた光モジュールを示す断面図である。光モジュール１では、アバランシェフォトダイオード５を制御するための信号Ｓ１を光伝導体モニタ素子３を用いて生成している。光伝導体モニタ素子３の光伝導体は、アバランシェフォトダイオード５に比べて大きい応答の時定数を有している。これ故に、光伝導体モニタ素子３は、信号光の速い変動が平均化された電気信号を生成できる。
【００４７】
光伝導体モニタ素子３の光伝導体は、アバランシェフォトダイオード５と別の支持基体上に設けられているので、光伝導体モニタ素子３は電気的なクロストークを受けない。また、アバランシェフォトダイオード５を制御するための制御信号を生成するために、アバランシェフォトダイオード５からの反射光を用いていないので、制御信号は、信号光の偏波依存性を示すことはない。
【００４８】
以上説明したように、簡単な構造のモニタ素子を用いる光モジュールが提供される。
【００４９】
図５は、第１の実施の形態の光モジュールを用いる光受信器を示す図面である。光受信器３１は、光モジュール１と、制御部３３と、信号処理部３５とを備える。制御部３３は、光モジュール１内の光伝導体モニタ素子３の一端子からの信号Ｓ１を受ける第１の端子３３ａと、光モジュール１内のアバランシェフォトダイオード５へ電力を供給するための第２の端子３３ｂとを有している。信号処理部３５は、アバランシェフォトダイオード５からの信号ＩＳＩＧを受ける入力３５ａと、処理された信号ＶＳＩＧを提供する出力３５ｂとを有している。光伝導体モニタ素子３の他端子は、電源線に接続されている。この光受信器によれば、光伝導体モニタ素子からの信号を用いて、アバランシェフォトダイオードのための電力を制御することができる。
【００５０】
光受信器３１では、光伝導体モニタ素子３は、光伝送媒体７からの信号光Ｌ１を受けて、その光の一部を電気信号Ｓ１に変換する。アバランシェフォトダイオード５は、光伝導体モニタ素子３を透過した光Ｌ２を受けて、受光した光を電気信号に変換する。制御部３３は、アバランシェフォトダイオード５に流れる電流値を示す信号と信号Ｓ１とに応答して、増倍率をアバランシェフォトダイオード５へのパワーを制御する。光受信器３１では、アバランシェフォトダイオード５へのパワーを制御することによって、アバランシェフォトダイオード５は、光伝導体モニタ素子３の受光量および所定の増倍率ｍに応じた電流を生成する。
【００５１】
この光受信器３１によれば、光伝導体モニタ素子３が受けた光の量に応答してアバランシェフォトダイオード５のための電圧または電流を制御することによって、アバランシェフォトダイオード５における電流増倍を制御することができる。
【００５２】
好適な実施例では、制御部３３は、光伝導体モニタ素子３からの信号Ｓ１を受ける手段３３ｃと、アバランシェフォトダイオード５に流れる電流Ｉａ１をｍ・Ｉｐ１・（Ｉａ２／Ｉｐ２）に近づけるように調整するための手段３３ｄと、アバランシェフォトダイオード５へのパワーを加えるために手段３３ｅとを有しており、ここで、Ｉｐ１：光伝導体モニタ素子３に流れる電流、Ｉａ２：光モジュール１に所定パワーの光が入射する際にアバランシェフォトダイオード５に流れるＰＩＮモード電流値、Ｉｐ２：光モジュール１に該所定パワーの光が入射する際に光伝導体モニタ素子３に流れる電流値である。
【００５３】
図６は、第１の実施の形態の光モジュールを用いる光受信器を示す図面である。光受信器３１は、光モジュールと、制御部４３と、信号処理部４５とを備える。光伝導体モニタ素子３は、信号光を受けて信号（光電流Ｉｐ１）を生成する。制御部４３は、光モジュール１内の光伝導体モニタ素子３からの信号Ｉｐ１を受ける第１の端子４３ａと、光モジュール１内のアバランシェフォトダイオード５へ電力Ｐ１を供給するための第２の端子４３ｂとを有している。信号処理部４５は、アバランシェフォトダイオード５からの信号ＩＳＩＧを受ける入力４５ａと、処理された信号ＶＯＵＴを提供する出力４５ｂとを有している。好適な実施例では、制御部４３は、第１の回路４７と、第２の回路４９と、電流ミラー回路５１と、差動回路５３と、電源回路５５とを含む。電源回路５５としては、ＤＣ−ＤＣコンバータを使用するこができる。
【００５４】
第１の回路４７は、光伝導体モニタ素子３からの信号に応答して、信号光Ｌ１の強度レベルを示す信号Ｖ１を生成する。第１の回路４７は、信号Ｉｐ１を受ける第１の端子４７ａと、第１の信号Ｖ１を提供する第２の端子４７ｂと、モニタ信号を提供する第３の端子４７ｃと、増幅器４８とを有している。光伝導体モニタ素子３からの信号Ｉｐ１は抵抗Ｒ１に加わる。増幅器４８の正入力４８ａは、抵抗Ｒ１の一端に接続されている。増幅器４８の負入力４８ｂは、増幅器４８の出力４８ｃに接続されている。出力４８ｃは第３の端子４７ｃに接続されており、また抵抗Ｒ３を介してリミッタ回路４６および第２の端子４７ｂに接続されている。
【００５５】
電流ミラー回路５１は、アバランシェフォトダイオード５に流れる第１の電流Ｉａ１が流れる第１の端子５１ａおよび該第１の電流Ｉａ１に応答して第２の電流Ｉａ３が流れる第２の端子５１ｂを有する。電流ミラー回路５１は、電力Ｐ２を受ける第３の端子５１ｃを有している。トランジスタ５５の一電流端子５５ａおよびトランジスタ５７の一電流端子５７ａが第３の端子５１ｃに電気的に接続されている。第１の端子５１ａには、トランジスタ５７の他電流端子５７ｂが接続されている。第２の端子５１ｂには、トランジスタ５５の他電流端子５５ｂが接続されている。トランジスタ５５の制御端子５５ｃは、トランジスタ５７の制御端子５７ｃに接続されており、またトランジスタ５７の他電流端子５７ｂに接続されている。トランジスタ５５は、制御端子５５ｃに受けた信号に応じて一電流端子５５ａと他電流端子５５ｂとの間に電流を流す。トランジスタ５７は、制御端子５７ｃに受けた信号に応じて一電流端子５７ａと他電流端子５７ｂとの間に電流を流す。電流ミラー回路５１では、トランジスタ５５の一電流端子５５ａと第３の端子５１ｃとの間には抵抗Ｒ４が接続されており、トランジスタ５７の一電流端子５７ａと第３の端子５１ｃとの間には抵抗Ｒ５が接続されている。
【００５６】
第２の回路４９は、電流Ｉａ３の大きさを示す第２の信号Ｖ２を生成する。差動回路５３は、第１および第２の信号Ｖ１、Ｖ２に応答して第３の信号ＶＣＯＮＴを生成する。電源回路５５は、アバランシェフォトダイオード５のための電力Ｐ１を第３の信号ＶＣＯＮＴに応答して生成する。この制御部４３によれば、光伝導体モニタ素子３からの信号を用いて、アバランシェフォトダイオード５に印加される電圧を制御することができる。
【００５７】
この制御部４３では、第１の電流Ｉｐ１は第１の回路４７に流れており、第１の回路４７は、第１の電流Ｉｐ１に対応した電圧を生成する抵抗Ｒ１を含む。この電圧は、光伝導体モニタ素子３に流れる現在の電流を示す信号である。第２の電流Ｉａ３は第２の回路４９に流れており、第２の回路４９は、第２の電流Ｉａ３に対応した電圧を生成する抵抗Ｒ２を含む。第２の電流Ｉａ３は、アバランシェフォトダイオード５に流れる電流に関連しているので、電圧Ｖ２は、アバランシェフォトダイオード５に流れる現在の電流を示す信号である。抵抗Ｒ２は、アバランシェフォトダイオード５における所定のアバランシェ増倍率ｍに対応する値を有している。また、抵抗Ｒ２は、所定の光量を受ける光モジュール１において光伝導体モニタ素子３およびアバランシェフォトダイオード５にそれぞれ流れる電流の比（Ｉａ２／Ｉｐ２）を示す値を有している。好適な実施例では、抵抗Ｒ２として、ディジタルポテショーメータを用いることができる。
【００５８】
差動回路５３の第１の端子５３ａは、光伝導体モニタ素子３に流れる現在の電流を示す信号Ｖ１を受けており、第２の端子５３ｂは、アバランシェフォトダイオード５に流れる現在の電流を示す信号Ｖ２を受けている。差動回路５３は、信号Ｖ１およびＶ２に応答して制御信号ＶＣＯＮＴを生成している。制御信号ＶＣＯＮＴに応答して、電源回路５５の出力電圧が変化する。
【００５９】
図７（Ａ）を参照しながら、光受信器の動作を説明する。曲線Ａ１は、ある強度の光を受けるアバランシェフォトダイオード５の特性線を示す。曲線Ｌ１は、現在の電源回路からの電力を受ける電流ミラー回路の出力特性を示す特性線である。曲線Ｌ２は、電源回路からの適切な電力を受ける電流ミラー回路の出力特性を示す特性線である。アバランシェフォトダイオード５に流れる電流Ｉａ３（カソード電圧Ｖａ３）が適切な値Ｉ０（カソード電圧Ｖ０）からシフトしている場合、第２の回路４９からの信号Ｖ１が適切な値からシフトしている。差動回路５３は、この信号Ｖ２と、基準となる信号Ｖ１とに応答して、その出力を変化させる。生成された制御信号ＶＣＯＮＴに応答して、電源回路５５の出力電圧が変化する。この電圧の変化に応答して、アバランシェフォトダイオード５に流れる電流Ｉａ３が変化すると共に、信号Ｖ２の値も変化する。信号Ｖ２が信号Ｖ１に一致するまで、制御信号ＶＣＯＮＴは変化する。
【００６０】
図７（Ｂ）を参照しながら、光受信器の動作を説明する。光受信器が受ける光の強度は変化する。曲線Ａ２は、現在のパワーの光を受けるアバランシェフォトダイオード５の特性線を示す。曲線Ａ３は、以前のパワーの光を受けるアバランシェフォトダイオード５の特性線を示す。曲線Ｌ３は、電源回路からの適切な電力を受ける電流ミラー回路の出力特性を示す特性線である。曲線Ｌ４は、以前の光パワーに対応する電源電力を受ける電流ミラー回路の出力特性を示す特性線である。光モジュール１の受光強度が変化した場合、この強度を示す値に信号Ｖ１が変化する。この信号Ｖ１と現在の信号Ｖ２とに応答して、差動回路５３は制御信号ＶＣＯＮＴを生成する。この制御信号ＶＣＯＮＴに応答して、電源回路５５の出力電圧が変化する。この電圧の変化に応答して、アバランシェフォトダイオード５に流れる電流Ｉａ４が変化して電流Ｉａ５になると共に、信号Ｖ２の値も変化する。信号Ｖ２が信号Ｖ１に一致するまで、制御信号ＶＣＯＮＴは変化する。
【００６１】
アバランシェフォトダイオード５の特性は、デバイス温度が上昇するに伴って、図７（Ａ）の特性曲線Ａ４、Ａ１、Ａ５に示されるように変化する。上記の説明から理解されるように、図５および図６に示された光受信器は、温度変化によるアバランシェフォトダイオード５の特性の変化にも応答する。
【００６２】
図８は、光受信器の変形例を示す図面である。光受信器６１は、光モジュールと、制御部６３と、信号処理部４５とを備える。制御部６３は、光モジュール１内の光伝導体モニタ素子３からの信号Ｉｐ１を受ける第１の端子６３ａと、光モジュール１内のアバランシェフォトダイオード５へ電力Ｐ１を供給するための第２の端子６３ｂとを有している。好適な実施例では、制御部６３は、第１の回路４７と、第２の回路４９と、電流ミラー回路７１と、電流制御回路７３と、電源回路７５とを含む。電源回路７５としては、ＤＣ−ＤＣコンバータを使用するこができる。
【００６３】
電流ミラー回路７１は、アバランシェフォトダイオード５に流れる第１の電流Ｉａ１が流れる第１の端子７１ａおよび電流制御回路７３の出力に応答した第２の電流Ｉａ３が流れる第２の端子７１ｂを有する。電流Ｉａ３は電流Ｉａ１に応答しており、所定のミラー比によって決定されている。電流ミラー回路７１は、電力Ｐ２を受ける第３の端子７１ｃを有している。トランジスタ７５の一電流端子７５ａおよびトランジスタ７７の一電流端子７７ａが第３の端子７１ｃに電気的に接続されている。第１の端子７１ａには、トランジスタ７５の他電流端子７５ｂが接続されている。第２の端子７１ｂには、トランジスタ７７の他電流端子７７ｂが接続されている。トランジスタ７５の制御端子７５ｃは、トランジスタ７７の制御端子７７ｃに接続されており、またトランジスタ７７の他電流端子７７ｂに接続されている。トランジスタ７５は、制御端子７５ｃに受けた信号に応じて一電流端子７５ａと他電流端子７５ｂとの間に電流を流す。トランジスタ７７は、制御端子７７ｃに受けた信号に応じて一電流端子７７ａと他電流端子７７ｂとの間に電流を流す。電流ミラー回路７１では、トランジスタ７５の一電流端子７５ａと第３の端子７１ｃとの間には抵抗Ｒ６が接続されており、トランジスタ７７の一電流端子７７ａと第３の端子７１ｃとの間には抵抗Ｒ７が接続されている。
【００６４】
第２の回路７３は、第２の電流Ｉａ１の大きさを示す第２の信号Ｖ２を生成する。電流制御回路７３では、増幅回路７９は、第１および第２の信号Ｖ１、Ｖ２に応答して第３の信号ＶＣＯＮＴを生成する。トランジスタ８１は、アバランシェフォトダイオード５に流す電流を規定する第３の信号ＶＣＯＮＴに応答して電流Ｉａ１を調整する。この電流Ｉａ１に応答した電流Ｉａ３を、電流ミラー回路７１は、アバランシェフォトダイオード５に提供する。この制御部６３によれば、光伝導体モニタ素子３からの信号を用いて、アバランシェフォトダイオード５に印加される電流を制御することができる。
【００６５】
この制御部６３では、第２の電流Ｉａ１は第２の回路４９に流れており、第２の回路４９は、第２の電流Ｉａ１に対応した電圧Ｖ２を生成する抵抗Ｒ２を含む。第２の電流Ｉａ１は、アバランシェフォトダイオード５に流れる電流に関連しているので、電圧Ｖ２は、アバランシェフォトダイオード５に流れる現在の電流を示す信号である。抵抗Ｒ２は、アバランシェフォトダイオード５におけるアバランシェ増倍率ｍを示す値を有している。また、抵抗Ｒ２は、所定の光量を受ける光モジュール１において光伝導体モニタ素子３およびアバランシェフォトダイオード５にそれぞれ流れる電流の比（Ｉａ２／Ｉｐ２）を示す値を有している。
【００６６】
電流制御回路７３の増幅回路７９の負端子７９ａは、光伝導体モニタ素子３に流れる現在の電流を示す信号Ｖ０と、抵抗Ｒ４を介してアバランシェフォトダイオード５に流れる現在の電流を示す信号Ｖ２とを受けており、正端子７９ｂは、参照電圧回路８３からの信号Ｖ３を受ける。ここで、オペアンプといった増幅回路７９の利得が十分に大きいので、信号Ｖ１の値は信号Ｖ３の値に等しくなる。信号Ｖ３の値は、例えば、光伝導体モニタ素子のオフセットをキャンセルするように決定される。
【００６７】
この光受信器によれば、光伝導体モニタ素子からの信号を用いて、アバランシェフォトダイオードに流れる電流を制御することができる。
【００６８】
（第２の実施の形態）
図９は、図１のＩ−Ｉ線に等価な線に沿ってとられた光モジュールの変形例を示す図面である。光モジュール１ａは、ステム１０とカバー１２とを含むハウジング１４を更に備える。ステム１０はアバランシェフォトダイオード５を搭載しており、光伝導体モニタ素子６の支持基体として、カバー１２に支持されたレンズ６ａを使用することができる。この光モジュール１ａによれば、光伝導体モニタ素子６のための光伝導体膜６ｂは、レンズ６ａ上に設けられている。
【００６９】
ステム１０は、光伝導体モニタ素子６からの信号を出力するためのリード端子１０ｂおよびアバランシェフォトダイオード５からの信号ＩＳＩＧを提供するためのリード端子１０ｄを有している。ステム１０の主面１０ｆは、第１の領域１０ｈと、第１の領域１０ｈを囲む第２の領域１０ｇとを有している。リード端子１０ｂは第１の領域１０ｈに設けられており、リード端子１０ｄは、第２の領域１０ｇに設けられている。カバー１２は、第１の領域１０ｈと第２の領域１０ｇとの境界線１０ｉ上に位置している
この光モジュール１ａでは、アバランシェフォトダイオード５は、ステム１０およびカバー１２によって形成されるキャビティ８５ａ内に設けられており、光り伝導体モニタ素子６は、ステム１０並びにスリーブ２７および２９によって形成される別のキャビティ８５ｂ内に設けられている。
【００７０】
（第３の実施の形態）
図１０は、図１のＩ−Ｉ線に等価な線に沿ってとられた光モジュールの変形例を示す図面である。光モジュール１ｂは、ステム１０とカバー１８とを含むハウジング２０を更に備える。カバー１８は光学窓８７を有している。光学窓８７は、光伝導体モニタ素子３を含む。光伝導体モニタ素子３の支持基体３ｂは、光学窓のための基体として使用される。この光モジュール１ｂでは、アバランシェフォトダイオード５は、キャビティ８５ａ内に設けられており、光伝導体モニタ素子６は、別のキャビティ８５ｂ内に設けられている。
【００７１】
光学窓８７は、光伝導体モニタ素子３上に設けられレンズ形状を有する樹脂体８を更に備えることができる。この光モジュール１ｂによれば、入射光は、樹脂体８、光伝導体モニタ素子３を透過した後に、アバランシェフォトダイオード５に到達する。
【００７２】
好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】図１は、第１の実施の形態に係る光モジュールを示す図面である。
【図２】図２は、この光モジュールの構成部品を示す図面である。
【図３】図３（Ａ）は、光伝導体モニタ素子を示す平面図である。図３（Ｂ）および図３（Ｃ）は、光伝導体モニタ素子の変形例を示す平面図である。
【図４】図４は、図１のＩ−Ｉ線に沿ってとられた光モジュールを示す断面図である。
【図５】図５は、第１の実施の形態に係る光モジュールを用いる光受信器を示す図面である。
【図６】図６は、第１の実施の形態に係る光モジュールを用いる光受信器を示す図面である。
【図７】図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、光受信器の動作を示す図面である。
【図８】図８は、光受信器の変形例を示す図面である。
【図９】図９は、図１のＩ−Ｉ線に等価な線に沿ってとられた光モジュールの変形例を示す図面である。
【図１０】図１０は、図１のＩ−Ｉ線に等価な線に沿ってとられた光モジュールの変形例を示す図面である。
【符号の説明】
【００７４】
１…光モジュール、３…光伝導体モニタ素子、３ａ…支持基体、３ｂ…光伝導体、３ｃ、３ｄ…光伝導体モニタ素子の電極、５…アバランシェフォトダイオード、７…光伝送媒体、９…ステム、１１…カバー、１３…ハウジング、１５…光学窓、１７…キャビティ、１９…支持体、２１ａ…光ファイバ、２１ｂ…フェルール、２５…サブマウント、２７、２９…スリーブ、３１…光受信器、３３…制御部、３５…信号処理部、４３…制御部、４５…信号処理部、４７…第１の回路、４９…第２の回路、５１…電流ミラー回路、５３…差動回路、５５…電源回路、４８…増幅器、５５、５７…トランジスタ、６１…光受信器、６３…制御部、７１…電流ミラー回路、７３…電流制御回路、７５…電源回路、７５、７７…トランジスタ、７９…増幅回路  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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